BRAF in Melanoma: ESMO Biomarker Factsheet

Definicja BRAF

BRAF (v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B1) jest serynową/treoninową kinazą białkową, która odgrywa krytyczną rolę w szlaku sygnalizacji komórkowej RAS-RAF-MEK-ERK kinazy białkowej aktywowanej mitogenami (MAPK). Aktywacja tego szlaku przenosi sygnały zewnątrzkomórkowe przez komórkę za pośrednictwem kaskady zdarzeń fosforylacji, co prowadzi do zmiany ekspresji genów, wzrostu komórek, przeżycia i różnicowania w prawidłowych i przekształconych komórkach.

BRAF jest silnym onkogenem, który jest aktywowany w około 8% wszystkich nowotworów. Mutacje punktowe BRAF zostały zidentyfikowane w szerokiej gamie guzów litych i podgrupie hematologicznych nowotworów złośliwych, i są szczególnie rozpowszechnione w czerniakach. Większość mutacji BRAF występuje w obrębie domeny aktywacyjnej kinazy, co prowadzi do konstytutywnej aktywacji BRAF i fosforylacji MEK, niezależnie od aktywacji przez receptorowe kinazy tyrozynowe lub RAS. W ten sposób dochodzi do nieopartej, konstytutywnej aktywacji ERK, co prowadzi do pobudzenia wzrostu komórek i uniknięcia apoptozy, a w konsekwencji do transformacji nowotworowej. Najczęstszą mutacją BRAF, występującą w ponad 90% guzów zmutowanych w BRAF, jest zamiana waliny na kwas glutaminowy w aminokwasie 600 (V600E) w domenie aktywacji kinazy. Substytucja ta naśladuje fosforylację pętli aktywacyjnej, indukując w ten sposób konstytutywną aktywność kinazy białkowej BRAF.

Mutacje BRAF w czerniaku

Aktywujące mutacje BRAF występują w około 50% wszystkich czerniaków. Około 90% tych mutacji występuje w aminokwasie 600, z czego większość to mutacje BRAF V600E. Inne mutacje zostały zarejestrowane w kodonie 600, w tym BRAF V600K, V600D i V600M.

Wysoka częstość mutacji BRAF w czerniaku sugeruje, że ten onkogen może być atrakcyjnym celem terapeutycznym i doprowadził do nowej ery terapii celowanej dla zaawansowanego czerniaka.

BRAF as a Prognostic Biomarker in Melanoma

Przed zatwierdzeniem inhibitorów BRAF pacjenci z czerniakiem zmutowanym w BRAF mieli gorsze rokowanie niż pacjenci, u których choroba wykazywała ekspresję BRAF typu dzikiego. W wielu badaniach wykazano u chorych na przerzutowego czerniaka związek między obecnością mutacji BRAF a gorszym rokowaniem od rozpoznania pierwszego przerzutu lub resekcji przerzutu. Jednakże, obecność mutacji BRAF wydaje się nie mieć wpływu na czas wolny od choroby od rozpoznania pierwszego czerniaka do pierwszego przerzutu odległego. Pacjenci z czerniakiem BRAF dodatnim są zwykle młodsi i mają gorszą przeżywalność niż pacjenci z czerniakiem typu dzikiego w momencie rozpoznania. Podczas gdy żadne szczególne cechy kliniczne choroby przerzutowej nie zostały jeszcze skorelowane ze statusem mutacji BRAF, pierwotny czerniak mutantów BRAF został powiązany ze szczególnymi cechami kliniczno-patologicznymi, w tym miejscem (pień), wcześniejszym wiekiem wystąpienia i brakiem przewlekłych uszkodzeń słonecznych w otaczającej skórze.

BRAF jako predykcyjny biomarker w czerniaku

Terapie ukierunkowane na BRAF wykazują niezwykłą skuteczność w czerniaku zmutowanym w BRAF, przy czym obecność mutacji BRAF V600 służy jako predykcyjny biomarker odpowiedzi. Dwa inhibitory BRAF, wemurafenib i dabrafenib, oraz jeden inhibitor MEK, trametynib, zostały zatwierdzone w Europie do leczenia dorosłych pacjentów z nieresekcyjnym lub przerzutowym czerniakiem z mutacją BRAF V600. Leczenie pacjentów z czerniakiem zmutowanym w BRAF tymi terapiami celowanymi odwróciło niekorzystne rokowanie związane z tą mutacją molekularną. Pacjenci ci mają obecnie dłuższą medianę przeżycia niż pacjenci z czerniakiem typu dzikiego BRAF.

Inhibitory BRAF, wemurafenib i dabrafenib, specyficznie wiążą się z aktywnością BRAF i hamują jego sygnalizację w komórkach zawierających mutację BRAF V600. W badaniach klinicznych oba te związki wykazały głębokie odpowiedzi kliniczne u pacjentów z czerniakiem z mutacją BRAF V600, ze znacznym wydłużeniem czasu przeżycia wolnego od progresji choroby i przeżycia całkowitego w porównaniu z chemioterapią standardową.

Inhibitor MEK, trametynib, wiąże się z niefosforylowaną MEK, zapobiegając zależnej od RAF fosforylacji i aktywacji MEK. W badaniach klinicznych, chociaż ogólny odsetek uzyskanych odpowiedzi nie był tak wysoki jak w przypadku wemurafenibu lub dabrafenibu, trametynib wykazał poprawę przeżycia wolnego od progresji choroby i przeżycia całkowitego w porównaniu z chemioterapią standardową. Dowody sugerują, że trametynib nie wykazuje aktywności klinicznej u pacjentów, u których nastąpiła progresja choroby po wcześniejszej terapii inhibitorem BRAF, ale ostatnie dane z badań klinicznych wskazują, że leczenie skojarzone dabrafenibem i trametynibem poprawia skuteczność bez pogarszania działań niepożądanych, w porównaniu z leczeniem jednym z tych leków. Połączenie to zostało zatwierdzone przez FDA do leczenia pacjentów z czerniakiem z mutacją BRAF V600.

Sukces tych terapii celowanych u pacjentów z czerniakiem zmutowanym w BRAF prowadzi do zalecenia, aby pacjenci z przerzutowym lub nieresekcyjnym czerniakiem byli badani pod kątem mutacji BRAF V600 w zmianie przerzutowej (najlepiej) lub w guzie pierwotnym w celu ułatwienia podejmowania decyzji terapeutycznych.

Oporność na inhibicję BRAF

Niewielka podgrupa pacjentów z czerniakiem zmutowanym w BRAF nie odpowiada na leczenie inhibitorami BRAF lub MEK z powodu wewnętrznych mechanizmów oporności, a u większości pacjentów, którzy początkowo odpowiadają na te terapie, ostatecznie rozwija się mechanizm oporności nabytej, prowadzący do progresji choroby. Istnieje wiele możliwych mechanizmów oporności, a większość opisanych do tej pory mechanizmów wiąże się z reaktywacją szlaku MAPK. Mutacje NRAS i warianty splice mRNA BRAF V600E są powszechnymi mechanizmami zidentyfikowanymi do tej pory. Wykazano również, że aktywacja szlaku PI3K-PTEN-AKT odgrywa rolę w nabytej oporności na inhibitory BRAF.

Istnieje szereg inhibitorów RAF będących obecnie w fazie rozwoju przedklinicznego i klinicznego, z których każdy ma inne właściwości mające na celu przezwyciężenie mechanizmów oporności, które mogą ograniczać skuteczność tych leków.

Zalecenia dotyczące badań BRAF w czerniaku

Wemurafenib, dabrafenib i trametynib są wskazane dla pacjentów z nieresekcyjnym lub przerzutowym czerniakiem, u których stwierdzono obecność mutacji BRAF V600 w guzie, potwierdzonych w zwalidowanym badaniu przeprowadzonym w akredytowanym (certyfikowanym) instytucie, obejmującym odpowiednie kontrole jakości .

Dostępne są różne metody wykrywania mutacji BRAF V600, w tym, specyficzna dla mutacji reakcja łańcuchowa polimerazy w czasie rzeczywistym (RT-PCR), sekwencjonowanie Sangera, pirosekwencjonowanie, analiza konformacyjna i analiza topnienia o wysokiej rozdzielczości.

Dwa towarzyszące testy diagnostyczne RT-PCR zostały opracowane wraz z wemurafenibem i dabrafenibem w celu oceny kwalifikowalności pacjentów do włączenia do badań klinicznych; odpowiednio cobas® 4800 BRAF V600 Mutation Test i bioMerieux (bMx) THxID®-BRAF assay. Oba testy posiadają aprobatę FDA i CE-IVD do wykrywania mutacji BRAF i obejmują ekstrakcję genomowego DNA z utrwalonej w formalinie, zanurzonej w parafinie (FFPE) próbki guza oraz badanie RT-PCR, które wykrywa zarówno mutację BRAF typu dzikiego, jak i zmutowaną. Test cobas® 4800 jest przeznaczony do wykrywania dominującej mutacji BRAF V600E z wysoką czułością (do 5% sekwencji V600E w tle sekwencji typu dzikiego z DNA pochodzącego z FFPE), a także wykrywa rzadziej występujące mutacje BRAF V600D i V600K z niższą czułością. Badanie THxID®-BRAF zostało zaprojektowane w celu wykrywania mutacji BRAF V600E i V600K z wysoką czułością (do 5% sekwencji V600E i V600K w tle sekwencji typu dzikiego przy użyciu DNA wyekstrahowanego z tkanki FFPE), a także wykrywania rzadziej występujących mutacji BRAF V600D i mutacji V600E/K601E z niższą czułością. Jednak w Europie dostępnych jest kilka różnych metod CE-IVD do badania BRAF.

Zapewnienie jakości i terminowości wyników badania mutacji BRAF

Ważne jest, aby wszyscy pacjenci z czerniakiem kwalifikujący się do terapii inhibitorami BRAF byli oceniani pod kątem mutacji BRAF w sposób dokładny, wiarygodny i terminowy, aby wyniki mogły być odpowiednio zastosowane do klinicznego postępowania z pacjentem.

Dostępność wyników badania mutacji BRAF dla klinicystów może być uzależniona od:

• punktu na ścieżce pacjenta, w którym badanie jest wymagane,
• stopnia zaawansowania i pilności klinicznej pacjentów wybranych do badania mutacji BRAF,
• czasu realizacji samego badania mutacji BRAF,
• i sposobu przekazywania wyników klinicystom prowadzącym leczenie.

Which Technique and Which Algorithm Should be Used for the Analysis of the BRAF Status in Melanoma?

Wszystkie metody stosowane do wykrywania mutacji BRAF mają zalety i wady, a wybór jednej nad drugą jest zwykle oparty na aktualnych lokalnych praktykach i doświadczeniu w różnych laboratoriach klinicznych.

Parametry, które należy rozważyć przy wyborze odpowiedniego towarzyszącego testu diagnostycznego, obejmują czułość, swoistość, granicę czułości analitycznej i wskaźniki niepowodzeń .

Metody zwiększania czułości i swoistości oraz zmniejszania wskaźników niepowodzeń obejmują:

• dokładną walidację wybranej metody poprzez porównanie z metodami „złotego standardu”,
• wykonywanie makrodysekcji próbek w celu zwiększenia czułości techniki,
• wybieranie małych amplikonów do amplifikacji PCR w celu zmniejszenia wskaźnika niepowodzeń z powodu degradacji DNA,
• ciągłą walidację metody poprzez stosowanie najlepszych praktyk i udział w zewnętrznych kontrolach jakości .

Wybór pacjentów

Zgodnie z europejską licencją na wemurafenib, dabrafenib i trametynib, badanie mutacji BRAF jest zalecane u pacjentów, u których zdiagnozowano nieresekcyjne lub przerzutowe czerniaki. Wytyczne europejskie stanowią, że badanie mutacji BRAF w guzach pierwotnych u pacjentów bez przerzutów nie jest zalecane .

Key References

1. Holderfield M, Deuker MM, McCormick F, et al. Targeting RAF kinases for cancer therapy: BRAF-mutated melanoma and beyond. Nature Reviews Cancer 2014;14:455-67.
2. Davies H, Bignell GR, Cox C, et al. Mutations of the BRAF gene in human cancer. Nature 2002;417: 949-54.
3. Gonzalez D, Fearfield L, Nathan P, et al. BRAF mutation testing algorithm for vemurafenib treatment in melanoma: recommendations from an expert panel. Br J Dermatol 2013;168:700-7.
4. Long GV, Menzies AM, Nagrial AM, et al. Prognostic and clinicopathologic associations of oncogenic BRAF in metastatic melanoma. J Clin Oncol 2011;29:1239-46.
5. Vemurafenib. Charakterystyka Produktu Leczniczego. 2014.
6. Dabrafenib. Charakterystyka Produktu Leczniczego. 2015.
7. Trametinib. Summary of Product Characteristics. 2015.
8. Chapman PB, Hauschild A, Robert C, et al. Improved survival with vemurafenib in melanoma with BRAF V600E mutation. N Engl J Med 2011;364:2507-16.
9. Hauschild A, Grob JJ, Demidov LV, et al. Dabrafenib in BRAF-mutated metastatic melanoma: a multicentre, open-label, phase 3 randomised controlled trial. Lancet 2012;380:358-65.
10. Flaherty KT, Robert C, Hersey P, et al. Improved survival with MEK inhibition in BRAF-mutated melanoma.N Engl J Med2012;367:107-14.
11. Flaherty KT, Infante JR, Daud A, et al. Combined BRAF and MEK inhibition in melanoma with BRAF V600 mutations. N Engl J Med 2012;367:1694-703.
12. Dummer R, Hauschild A, Guggenheim M, et al. ESMO Guidelines Working Group. Cutaneous melanoma: ESMO Clinical Practice Guidelines for diagnosis, treatment and follow-up. Ann Oncol 2012;23(Suppl 7):vii86-91.
13. Chapman PB. Mechanisms of resistance to RAF inhibition in melanomas harboring a BRAF mutation Am Soc Clin Oncol Educ Book 2013; doi: 10.1200/EdBook_AM.2013.33.e80.
14. Shi H, Hugo W, Kong X, et al. Acquired resistance and clonal evolution in melanoma during BRAF inhibitor therapy. Cancer Discov 2014;4(1):80-93. doi: 10.1158/2159-8290.CD-13-0642. Epub 2013 Nov 21.

.